粉煤灰-脱硫石膏-矿渣复合胶凝材料性能初步研究.pdf

粉煤灰综合利用F L YA S HC o M P R E H E N S I V EU T I L I Z A T I o N2 0 1 0N O 6粉煤灰脱硫石膏矿渣复合胶凝材料性能初步研究P 弛H m j 瑚r yS t u d yO nP r o p e r t i e so fC e m e n t i t i o u sM a t e r i a lC o m p o s e do fF l yA s h，D e s u l f u r i z a f i o nG y p s u ma n dS t a g倪坤，陈维灯，钟世云，贺鸿珠(同济大学材料科学与工程学院，上海2 0 0 0 9 2)摘要：以脱硫石膏和粉煤灰作为矿渣粉的激发剂和填料，制备成复合胶凝材料。研究了脱硫石膏和粉煤灰的掺加量对复合胶凝材料的浆体流动性能和硬化体力学强度进行了研究，发现流动性能随着粉煤灰掺加量的降低而下降，3 d强度随着脱硫石膏的掺加量的增大而下降，7 d 强度则当脱硫石膏掺加量为加时强度最高。同时还研究了3 种常用碱激发剂N a O H、K O H 和N a 2 S i O，对其流动性能和力学强度的影响。N a O H、K O H 对流动性能的作用相似，随着加入量的增大而增大，而N a 2 S i 0 3 则相反。3 d 强度随N a O H 和K O H 的掺量增大而增大，1 4 d 强度相反；N a 2 S i 0 3 的3 d 激发作用不明显，1 4 d 强度则低于不掺入任何其他激发剂时的强度。关键词：脱硫石膏；粉煤灰；矿渣粉；复合胶凝材料中图分类号：T Q l 7 7 3+7 5文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 0)0 6 4)0 0 9 旬3随着脱硫石膏、粉煤灰、矿渣等工业固体废弃物的产量不断增加，利用其配制绿色建材成为研究热点。以矿渣粉为主要成分、配以相当量石膏和少量熟料的水泥叫石膏矿渣水泥，也叫超硫水泥，曾在欧洲等地获得一定规模应用。超硫水泥是一种典型的生态水泥，其主要活性成分是矿渣粉。矿渣粉可以在硫酸盐和碱的双重激发下产生水硬性。一般情况下超硫水泥中矿渣粉的比例大于7 5，其余为石膏和碱激发剂(水泥熟料)，其可以达到普通4 2 5 水泥的性能要求引。但这种水泥在空气中容易碳化(或风化)而限制了其使用。本文以火电厂脱硫石膏渣和高钙粉煤灰为主要成分、配合部分磨细高炉矿渣(以下简称矿渣粉)配制一种新型复合胶凝材料。3 种组分相互作用，其中脱硫石膏渣和高钙粉煤灰中的碱性成分分别作为矿渣粉的硫酸盐激发剂和碱性激发剂，以研究脱硫石膏和粉煤灰的比例和外掺碱性激发剂对复合胶凝材料的强度和流动性能的影响为研究目的，将矿渣粉的掺加量控制在较低的比例，得到了具有一定强度的复合胶凝材料，一第一作者：倪坤同济大学博士生；研究方向：建筑材料。通讯作者：钟世云。同济大学教授。博导。主要研究方向：高分子材料和聚合物水泥复合材料oE m a i l：s y z h o n g t o n g j i e d u c n收稿日期：2 0 1 0-0 9-2 6在土木工程如道路、回填等领域具有潜在的应用前景。1 试验1 1 试验原料脱硫石膏渣为上海某火电厂湿法脱硫后所得灰渣；粉煤灰、$9 5 级矿渣粉均为上海宝山钢铁下属宝田新型建材有限公司提供，其化学成分见表1；I I 型膨润土；砂为普通黄砂，细度模数2 7；N a O H、K O H 和N a，S i 0 1。表l粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏渣的化学组成原材料S i 0 2A 1 2 0 3F e 2 0 3C a OM g oS 0 3K 2 0T i 0 2S r OH 2 0高钙粉煤灰4 8 9 03 3 5 0 86 4 9 0 6 7 0 5 10 8 81 2 40 1 9矿渣粉3 3 0 01 5 2 00 2 84 1 3 07 5 5 1 3 60 2 90 5 90 0 9脱硫石膏渣4 3 71 7 30 8 73 2 7 00 6 4 4 3 10 1 21 0 2 51 2 试样制备和测试以脱硫石膏、矿渣粉和粉煤灰为主，配制成复合胶凝材料。由于脱硫石膏渣的自由水含量有波动，为了试验的准确性，故先将脱硫石膏渣在5 0。C 下将自由水去除。新拌砂浆的稠度按照J G J7 0 1 9 9 0(建筑砂浆基本性能试验方法测定，净浆的流动性按照G B T 2 4 1 9-2 0 0 4(水泥胶砂流动度测定方法测试。将砂浆制成4 0 m m 4 0 m m 1 6 0 m m 的试块，前7d 在湿度9 0，9 2 0 1 0N O 6粉煤灰综合利用F L YA S HC O M P R E H E N S I V EU T。I Z A T I o N2 0 的条件